JP2005066462A - 浮遊粒子状物質捕集装置および浮遊粒子状物質捕集遮音壁 - Google Patents

Abstract

【課題】 道路周辺に設置し、主に自動車から排出された浮遊粒子状物質を捕集する装置およびその装置を組み込んだ遮音壁を提供する。
【解決手段】 箱体の前面に吸気口と排気口とが設けられるとともに該箱体内部に電気集塵機とファンと制御部分とが全て内部に含まれた独立のユニットとなっており、本装置を道路周辺に設置することによって自動車などから排出された浮遊粒子状物質を含む汚染空気を浄化し、環境改善を行うことができる。また、この浮遊粒子状物質捕集装置と吸音パネルとによって遮音壁をすることによって、汚染源に近い場所で浮遊粒子状物質の除去が可能となり、効率的に大気汚染を低減できる。

Description

本発明は、主に道路周辺に設置され、自動車から排出された浮遊粒子状物質を捕捉して大気を浄化することができる浮遊粒子状物質捕集装置および浮遊粒子状物質捕集遮音壁に関するものである。

交通量の多い市街地等の道路において、車両より排出される浮遊粒子状物質等の人体の健康に及ぼす悪影響が懸念されている。浮遊粒子状物質は、主にディーゼル車から排出される直径が１０ミクロン以下の粒子で、吸引することにより喘息を引き起こしたり、発ガン性物質を含んでいるなど、人体に対する悪影響が、問題視されている。沿道での健康被害にかかわる裁判も相次いで行われており、その原因として浮遊粒子状物質をあげられている現状を考えると、確実で且つ効率的な浮遊粒子状物質の除去方法の開発が望まれている。

浮遊粒子状物質は、ディーゼル車などの車両から排出されるのものが大半を占めており、特に人体にとって有害とされている。これらを捕集するにあたって、当然ながら出来るだけ排出源に近いところで除去することが効率を考える上で望ましい。

浮遊粒子状物質の対策として、車両エンジンの改良やディーゼル車排気口へ取り付けるフィルター等による浮遊粒子状物質の発生を抑制する方法が挙げられる。現在、少しづつではあるがハイブリッド車や環境に配慮したエンジンを搭載した車が普及しつつあるが、道路環境の改善には至っていない。また、排ガスフィルターも急ピッチで開発が行われているが、十分に普及するにはかなりの時間を要する。

また、車両より排出され大気中に拡散した浮遊粒子状物質への対策として、トンネルなどの閉鎖空間では、実用的に集塵が行われており、また開放空間でも種々の方法が提案されている。（例えば、特許文献１〜３）特許文献１では、道路近傍に多数の空孔を有する基材を設置することによって、その空孔により浮遊粒子状物質を捕捉し除去するものである。また、特許文献２では、特に汚染の激しい交差点において、上方に天井を設けるとともに交差点をエアーカーテンで仕切り、擬似的な閉鎖空間をつくって、その空間内を集塵し、空気を浄化している。特許文献３では、汚染大気を土壌に通すことによって、浄化している。

また、特許文献４では、遮音壁に浮遊粒子状物質を捕集する手段を設け、自動車の通過風を利用して、汚染大気を取り込み浄化するものであり、捕集方法として吸着材や多孔質材を設けたり電気集塵機を内蔵したりしている。

特開２００２-７９０１４号公報 特開２００２-９８３８４号公報 特開２０００-２２０１０５号公報 特開２００３-３４３０号公報

しかしながら、特許文献２や３に開示されている方法は、設備が非常に大掛かりとなり、莫大な費用がかかり、土壌に空気を通すためのファンの駆動や、エアーカーテンの駆動などの、消費エネルギーも大きい。また、設置場所も膨大な設備がかかることから、局所的な対策にとどまり、広く道路周辺を浄化するには至らない。その点。特許文献１および４では、主に道路周辺の遮音壁等に設置することができ、コストも比較的低く広く道路に沿って設置することが可能である。

しかし、特許文献１では、表面に空孔を多く有する基材を取り付けるもので、非常に簡便であるが、除去効率は基材と汚染空気の接触効率に単純に依存し、除去効率に限界がある。また、特許文献４では、車両の通過に伴なって発生する風を利用して空気を取り込み汚染空気を浄化するため、効率は比較的良いが、空気の取り込み効率が自動車の流れに依存するため、渋滞や逆にまばらに車が通過するときなど除去効率が低下する。また、ファンを設けているが、ファンは補助的な役割を果たしているのみであり、遮音壁に組み込むスペース的な制約上、大容量のファンを用いることが出来なかった。

そこで本発明は上記の如き問題点に鑑みてなされたものであり、小型で遮音壁などのパネル部分に組み込みが可能なコンパクト型で、除去効率を大幅に向上させた浮遊粒子状物質捕集装置およびその装置を組み込んだ遮音壁を提供せんとするものである。

上記目的を達成するために、本発明は次のような構成としている。すなわち、箱体の前面に吸気口と排気口とが設けられ、該箱体内部に電気集塵機とファンとそれらを制御する制御部分とが設けられ、浮遊粒子状物質を含む汚染空気がファンにより吸気口から内部に取込まれ、内部に設けられた電気集塵機により浮遊粒子状物質を捕集して排気口から外部へ排出されるようになされたことを特徴とするものである。

箱体の前面は道路側に向けられており、その前面部分の一部に自動車から排出された浮遊粒子状物質を含む空気を取り込む吸気口と、箱体内部で浄化された清浄な空気を排出するための排気口が設けられている。箱体の内部には取り込んだ汚染空気から浮遊粒子状物質を捕集するための電気集塵機と、汚染空気を内部に取り込むとともに清浄空気を外部に排出するためのファンと、電気集塵機やファンを制御したり水分の侵入や電気の短絡や不意の開閉などに対応した安全装置などを制御する制御部分とが、全て内部に含まれており、一個の箱体のみで機能を発現する独立のユニットとなっている。外部からは、基本的には電源の配線のみでよい。

また、箱体の内部には、内部の空間を前後に仕切る仕切板が設けられるとともに電気集塵機が仕切り板の背面側に設けられ、前面の吸気口から取り込まれた空気は仕切板を回り込むように電気集塵機に導入されることを特徴とするものである。

内部に仕切り板が設けられ、仕切り板の背面に電気集塵気を設置することによって、前面の吸気口から取り込まれた空気は、この仕切り板を回り込んで電気集塵機に導入される。このようにしておけば、吸気口から水や大きな塵などを吸い込んだ際に、電気集塵機に水や大きな塵などが入り込まないようにできる。水や大きな塵などが電気集塵機に入り込むと、電気的に短絡して集塵能力が低下したり故障の原因になるので、上記のように仕切り板により前面側と背面側の二層構造とするのがよい。また、二層構造にして汚染空気を回り込むようにすることで、電気集塵部分の流路を長く確保して集塵効率を高くすることができるため、小さな箱体であっても、十分な電気集塵効率を発現させることができる。

また、箱体の前面部分および内部の仕切り板は、開閉可能になっているとともに電気集塵機は脱着可能であることを特徴とするものである。

電気集塵機で捕集した浮遊粒子状物質は、電気集塵機の集塵電極部分およびその集塵機の下部に蓄積され、定期的に捕集した浮遊粒子状物質を取り除く作業をする必要がある。また、その他の部分もメンテナンスができるようになされている必要がある。上記のように、前面部分および仕切り板が扉状に開閉可能となっていることにより、電気集塵機等のメンテナンスを前面から容易に行うことができる。また、電気集塵機が脱着可能で取り出して作業をすることができるので、捕集された浮遊粒子状物質の除去作業やメンテナンス作業を簡便に行うことができる。

また、箱体の前面板はアルミからなるとともに箱体はリベットを用いて組み立てられていることを特徴とするものである。

箱体の前面板をアルミにすることによって装置を軽量化することができる。また、箱体本体もアルミを製のものを用いてもよいが、より強度を上げるため、たとえば亜鉛めっき鋼板のような高耐食性鋼板を用いるとよい。このとき、肉厚は２ｍｍ程度のものを用いるとよい。このようにすれば、軽量で強度も高く、耐腐食性にも優れた装置を提供することが出来る。また、箱体の組立はリベットで固定すれば良く、組立作業の手間を少なくすることができる。一般的に、このような装置の箱体は重量や衝撃に耐えられるように鉄板を溶接して形成され、腐食防止のために防錆塗料を塗装しており、非常に重量が大きく、組立や施工も大掛かりになりがちであるが、本発明の装置では、箱体の前面板をアルミ製にして部材の接合にはリベットを用いることによって、装置を軽量化することができ、組立も容易かつ施工性も向上し、荷重等の設計も容易になる。

また、浮遊粒子状物質捕集装置と吸音パネルが支柱に支持され、支柱に対する浮遊粒子状物質捕集装置の支持構造と支柱に対する吸音パネルの支持構造とが共通していることを特徴とするものである。

遮音壁に用いられる吸音パネルと同様に、支柱に支持され、その支持構造も共通していれば、吸音パネルと組み合わせて遮音壁を構成することが可能である。浮遊粒子状物質捕集装置は独立したユニットとなっているので、他に特別な外付けの設備等も不要であり、吸音パネルと同様に支柱に取り付けて、電源を配線するだけでよい。

一般的に、遮音壁はＨ鋼からなる支柱が列設されてその支柱間に吸音パネルが差し渡される。吸音パネルの横幅はその支柱間のピッチとほぼ同じ長さを有しており、その端部をＨ鋼のフランジ間に挿入して固定できるようになされている。したがって、浮遊粒子状物質捕集装置は、前記吸音パネルと同様に支柱間のピッチとほぼ同じ横幅を有し、吸音パネルと同様に支柱間に差し渡されてその端部がＨ鋼のフランジ間に挿入できるような構造をもつとよい。このようにすれば、浮遊粒子状物質捕集装置と吸音パネルとを段積みしたり横に並設させたり組み合わせた遮音壁を提供することができる。

また、浮遊粒子状物質捕集装置と吸音パネルを組み合わせて取り付けることを考慮すると、その大きさも同程度とするとよい。標準的な吸音パネルは高さが約５００ｍｍ程度であることから、浮遊粒子状物質捕集装置の高さも約５００ｍｍ程度とすることが好ましい。また、標準的な吸音パネルの厚みは約３００ｍｍ以下であり、また、建築限界等を考慮すると本発明の浮遊粒子状物質捕集装置の厚みは３００ｍｍ以下とすることが好ましい。厚みは吸音パネルと必ずしも同程度とする必要はないが、吸音パネルと比べ、厚みが大きすぎると、前面または背面が外側へ大きく突出してしまう。また、高架部などへ設置する場合は、建築限界があるため、厚みが大きいと、この建築限界を超過してしまう可能性がある。したがって、上記数値以下とするとよい。

本発明によれば、箱体の前面に空気を取り込む吸気口と清浄な空気を排出する排気口とが設けられるとともに該箱体内部に電気集塵機と、汚染空気を内部に取り込むとともに清浄空気を外部に排出するためのファンと、電気集塵機やファンを制御したり水分の侵入や電気の短絡や不意の開閉などに対応した安全装置などを制御する制御部分とが、全て内部に含まれた独立のユニットとなっており、本装置を道路周辺に設置することによって、自動車などから排出された浮遊粒子状物質を含む汚染空気を浄化し、環境改善を行うことができる。

また、この浮遊粒子状物質捕集装置と吸音パネルとによって遮音壁をすることによって、汚染源に近い場所で浮遊粒子状物質の除去が可能となり、効率的に大気汚染を低減できる。また、浮遊粒子状物質捕集装置と吸音パネルとは、支柱に支持され、支柱に対する浮遊粒子状物質捕集装置の支持構造と支柱に対する吸音パネルの支持構造とが共通して遮音壁を形成しているので、浮遊粒子状物質捕集装置と吸音パネルとを組み合わせて施工することが容易であるとともに、その組み合わせ方法や配列方法を汚染度合い等を考慮して自由に選択することができる。

本発明に係わる実施の形態について、図面に基づき以下に具体的に説明する。図１は、本発明の実施の一例を示す装置の外観の概略図である。本発明の浮遊粒子状物質捕集装置１の前面には、汚染空気を内部へ取り込む吸気口１１と、内部で浮遊粒子状物質が除去された清浄な空気を排出する排出口１２が設けられている。またこの前面板１３は開閉可能の扉となっており、鍵１４が設けられている。

この箱体１０は、アルミから形成されているとよく、総重量を小さくすることができる。組み立てにはリベットを用いるとよく、従来のように溶接などを施すことに比べて、組立作業を簡便にすることができる。

図２は、本発明の装置の実施の一例を真上から見た断面図である。内部には電気集塵機３、ファン４、制御部分５が内蔵されている。また、仕切り板２によって内部は前後に仕切られており、仕切り板の背面側に電気集塵機３が設置されている。

また、ファン４は、図２中に示すように、斜めに設置すると良い。本来ならばファンの設置方向は排出口１２に対して垂直方向に設置し、直接外部へ空気を押し出すようにすると圧力損失が少なくて良いが、ファンの向きを出口と垂直とすると、箱体の厚み以上のファンを置くことができないので、処理流量の大きなファンを設置することができない。そのため図中に示すように、斜めにファンを置くことによって、大容量のファンを装置内に収容することができる。

電気集塵機は、導入された汚染空気中の粒子に放電して電荷を与えて、その電荷を利用して電気的に粒子を捕集するものである。一般的に電気集塵機は、荷電部分と集塵部分とから構成されており、まず、汚染空気は荷電部分に導入される。荷電部分では、放電線から平板電極へコロナ放電が行われ、その間を通った汚染源である粒子にマイナス電荷が付与される。マイナス電荷を持った粒子は次に集塵部分に導入される。集塵部分には電圧が印加されたプラス電極平板とマイナス電極平板とが交互に設けられ、マイナスに帯電した粒子は、プラス電極に引き寄せられて付着し、空気中から除去される。電極に蓄積した浮遊粒子状物質は人体に影響の及ぼさない程度の大きさに凝集して電極に堆積していく。

外部の汚染空気は、前面に設けられた取り込み口１１より取り込まれ（矢印ａ）、仕切り板２を回り込んで（矢印ｂ）電気集塵機に導入される。電気集塵機で汚染空気中の浮遊粒子状物質が除去された清浄な空気は、ファン４によって、排出口１２から外部へ排出される（矢印ｃ）。これら、電気集塵機やファンの制御部分５も、箱体の内部に設けられており、全体のブレーカーやスイッチ、電気集塵機に用いる電気の昇圧や電流調整のためのトランス、集塵量のセンサー、電気集塵機での短絡のセンサーと安全停止装置、タイマー、前面板や仕切り板の開閉の安全装置、水分の検出装置と安全停止装置などが含まれている。また、大気浮遊粒子状物質の濃度の検出装置を設置してその濃度によって運転、停止を行うようにしても良い。

図３は、本発明の装置の実施の一例であって、扉状の前面板及び仕切り板を開放した場合の模式図である。仕切り板３を開くと脱着可能となっている電気集塵機３を容易に取り出せるようになっている。また、制御部分５も前面板を開くと操作できるようになっている。この前面板や仕切り板が開放されている状態では、電源が入らないように、安全装置がつけられている。

また、本発明品には、安全装置が各種取り付けられていてもよく、前面板や仕切り板が開放しているときには作動しないようになされていたり、なんらかの要因で電気集塵機が短絡した場合に電源が切れるようになっていたり、水分が浸入したときに電源が切れるようになっていたりしてもよい。

浮遊粒子状物質捕集装置と吸音パネルとを組み合わせて浮遊粒子状物質捕集遮音壁とした実施の一例を図４に示す。図４では、列設された支柱６間に浮遊粒子状物質捕集装置１と吸音パネル７とが、差し渡されて設置されている。遮音壁の最下段に浮遊粒子状物質捕集装置が並列されており、浮遊粒子状物質捕集装置１の上部には吸音パネル６が段積みされている。

実施の形態は、上記に限定されるものではなく、例えば浮遊粒子状物質捕集装置を二段積みにしたりしてもよいし、下部に吸音パネルを設けてその上部に浮遊粒子状物質捕集装置を段積みするようにしてもよい。また、図４のように連続的に支柱が多数列設されて遮音壁が形成されていても良いし、２本または数本の支柱のみで形成された小規模の遮音壁でもよい。

また組み合わせる吸音パネルは、透明板からなる遮音パネルなどでも良い。また、設置場所は、道路の側縁や中央分離帯、歩車道分離帯、掘割道路の側壁などが好適であるが、特に限定されるものではない。

本発明の浮遊粒子状物質捕集装置の実施の一形態を示す概略図である。 本発明に係わる実施の一形態の断面を示す概略図である。 本発明に係わる実施の一形態であり、前面板と仕切り板を開放した時の概略図である。 本発明の浮遊粒子状物質捕集遮音壁の実施の一形態を示す概略図である。

符号の説明

１ 本発明の浮遊粒子状物質捕集装置
１０ 箱体
１１ 吸気口
１２ 排気口
１３ 前面板
１４ 鍵
２ 仕切り板
３ 電気集塵機
４ ファン
５ 制御部分
６ 支柱
７ 吸音パネル

Claims (5)

1. 箱体の前面に吸気口と排気口とが設けられ、該箱体内部に電気集塵機とファンとそれらを制御する制御部分とが設けられ、浮遊粒子状物質を含む汚染空気がファンにより吸気口から内部に取込まれ、内部に設けられた電気集塵機により浮遊粒子状物質を捕集して排気口から外部へ排出されるようになされたことを特徴とする浮遊粒子状物質捕集装置。
2. 箱体の内部には、内部の空間を前後に仕切る仕切板が設けられるとともに電気集塵機が仕切り板の背面側に設けられ、前面の吸気口から取り込まれた空気は仕切板を回り込むように電気集塵機に導入されることを特徴とする請求項１に記載の浮遊粒子状物質捕集装置。
3. 箱体の前面部分および内部の仕切り板は、開閉可能になっているとともに電気集塵機は脱着可能であることを特徴とする請求項１または２に記載の浮遊粒子状物質捕集装置。
4. 箱体はアルミからなるとともにリベットを用いて組み立てられていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の浮遊粒子状物質捕集装置。
5. 請求項１〜４のいずれか１項に記載の浮遊粒子状物質捕集装置と吸音パネルが支柱に支持され、支柱に対する浮遊粒子状物質捕集装置の支持構造と支柱に対する吸音パネルの支持構造とが共通していることを特徴とする浮遊粒子状物質捕集防音壁。
   

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